D型施工便梁.docx
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D型施工便梁
Ｄ型施工便梁作为托架现浇梁施工工法
1前言
随着桥梁建设的飞速发展，预应力混凝土连续梁由于具有整体刚度大、施工质量容易保证、养护成本低等优点,已广泛应用于公路、铁路桥梁建设中。
而混凝土连续梁的施工方法,在国内却基本局限于采用满堂支架现浇、钢管贝雷梁柱式支架现浇施工方法。
相比之下,采用D型施工便梁作为托架施工现浇梁具有以下明显的优点：
第一是工序简单，施工周期短,具有明显的经济效益;第二是不需进行基础的处理,对场地要求不高；第三是该方法对于高墩桥梁，具有显著的安全性,同时可不影响桥下的通车要求。
针对玉溪钢铁集团炼钢厂至炼铁厂准轨铁路工程现场环境和混凝土连续箱梁的结构特点,采用D型施工便梁作为现浇梁的托架进行现浇施工。
2工法特点
2.1本工法使用的D型施工便梁属中铁宝桥生产专用设备,结构合理，安全系数高。
２.２使用该工法施工前只需预压一次,主要检查跨中的挠度变形，无需要安装临时支座及多次预压,施工周期短且所需人员少。
2.3结构受力明确，箱梁混凝土荷载、模板、加固件等所有荷载通过横梁传递到主梁,主梁安放于墩柱帽梁上。
主梁外侧安装施工作业平台,结构安全可靠,而且有利于箱梁的施工控制,保证良好线形。
２．4本工法跨中无任何支撑,因此跨间地基不需处理，同时在施工时不影响通车通航，具有显著的社会经济效益。
3适用范围
本工法适用于32米以内跨径预应力混凝土连续梁现浇施工。
箱梁底板宽度小于4m，对于底板宽度大于4m的箱梁,可选用专用的加长横梁，也可满足施工需要。
对于墩身超过一定高度搭设支架有困难、施工现场地基软弱或桥下有通车通航要求的现浇梁,使用该工法施工具有很大的优越性。
4施工工艺
4.1 Ｄ型施工便梁的构造
Ｄ型施工便梁是主要用于既有线站场或桥涵施工,在不中断行车的情况下利用它进行桥涵的开挖和施工,并具有运输和拆装方便的特点。
施工便梁分为D12、Ｄ16、D20、D24m四种型号。
本工程根据场地及设计情况，主要以２4mD型便梁为主。
D24型施工便梁组装图
4.2技术参数
D型施工便梁纵梁技术参数
项 目
D12
D16
D２0
Ｄ2４
一孔梁重量（ｋg）
17５１9
２553１
３7973
5０456
单片梁分担的自重荷载KN/M
7
８
9
10
跨度（m）
12
16
20
24
截面高
720
900
120０
1300
盖板截面
36*42０
36*4２０
４0*４80
40*48０
补强板截面
１2＊390
2０*450
截面惯性矩（ｍm４次方）
399４00000０
0０0
截面抵抗矩（ｍm3次方）
11090
２544００00
37550000
单片梁可承担的荷载KN／M
122
11０
9８
99
跨中挠度（ｍm）
12
20
3１
44
4.3工程概况
新建玉溪钢铁集团炼钢厂至炼铁厂准轨铁路工程位于玉溪市新平县仙佛钢铁集团厂区内,我项目经理部承建该铁路工程的1号桥与2号桥的全部工程。
1号桥设计中心里程K0+23２.2，全长１44. 5m,上部结构形式为（6*24）m箱梁,设计采用现浇施工。
2号桥设计中心里程K0+６8７.00，全长３４.２m，跨G213国道,该路面为９m宽水泥路面，与公路夹角为55°，上部结构形式为24m箱梁，设计采用现浇法施工。
玉溪钢铁集团炼钢厂至炼铁厂准轨铁路工程1号桥均为人工挖孔桩及承台基础,1＃-5#墩高分别为:
1#墩高为１１m,２＃墩高为20m;3#墩高为20m；4＃墩高为13m;５#墩高为10m。
４.４施工工艺流程
安装支座→安装Ｄ型便梁→铺设底模→整体预压→永久支座及模板安装→绑扎钢筋→安装预应力体系→混凝土浇筑→混凝土养护→预应力张拉、压浆、封锚→模板、Ｄ型便梁拆除。
4.４.１安装临时支座
技术人员按方案要求测量出支座中心位置及安装村高，然后将预制好的支座安装就位。
4.4．2吊装D型施工便梁
采用两台50吨汽车吊起吊主梁，人工配合组拼,按要求吊放在临时支座上。
主梁安装就位后，进行横梁的吊装。
24ｍD型施工便梁横梁长为3.98m,采用人工配合吊车安装,横梁上下均安装牛腿，所有螺栓均应紧固牢靠,保证安全。
４.4．３铺设底模
箱梁底模采用大块定型钢模板。
D型施工便梁主梁及横梁安装完成后，即铺设底模。
底模铺设要求平整，紧密,不漏浆。
4.4．４整体预压
4.4．４.1整体预压的目的
ａ、检验Ｄ型施工便梁主梁的实际抗弯能力。
ｂ、消除主梁及横梁的非弹性变形。
c、实测跨中的挠度值,与理论计算跨中挠度值对比,验证理论计算值准确性,为箱梁浇注预拱度设置提供经验数据。
４.4.4.2预压荷载的计算
预压重量根据箱梁实际断面计算平均分配到底模上，预压的最大荷载为箱梁重量加上施工荷载总重量的１.25倍。
4．４.4.3测点的布置:
预压前先在主梁和横梁上布设观测点,测量位置设在支点、梁跨的1/6、1/3、1/２、2/3和5/6处，每点位横向均设3点。
预压前，测量观测点的原始标高,并作详细记录。
４.４.4.4预压材料的选用：
预压荷载选用编织袋装砂,每袋重量1500Ｋｇ左右,袋子装完后,称量出具体重量后标注在袋子外面醒目位置，便于预压时记录。
对于梁端较厚部分及腹板位置,预压荷载较大,预压时，底面用沙袋压至和跨中荷载相同后,上面用型钢及其他钢材压重，钢材重量做好详细的称量并做好记录。
4．4.４.５预压顺序及观测
预压顺序应按照混凝土的浇筑顺序进行,先浇筑混凝土的部位先预压，后浇筑混凝土的部位后预压,根据本工程的几何特点及混凝土浇筑顺序,预压的顺序应为：
a、按设计标高调整好底模标高，并对观测点进行初始观测。
然后开始预压,先压靠近墩身处，再依次加载向远离墩身的位置排列砂袋。
b、全部重量达到５0%时对支架、底模、支架等处的观测点进行标高和平面位置坐标测量,并详细作好记录，分析支架的变形规则。
c、继续按上一步的步骤进行预压,待压至总重量的100%时继续对观测点进行测量并详细作好记录。
d、预压至总重量的125％时停止预压并持荷一天。
在这期间对支架、底模、支架等处的观测点每6个小时进行一次观测，作好详细记录。
Ｅ、预压时间根据地质情况、梁体重量、支架类型等进行现场预压试验后确定，若沉降不明显趋于稳定可卸载（沉降两次差值小于１mm），卸载后继续观测一天。
４．4.5模板、支座安装
箱梁内、外模采用钢模板。
预压完成后即时调整底模板。
模板的支撑要牢固,各种接缝要紧密,确保不漏浆。
模板施工应注意事项：
ａ、制作模板前首先熟悉施工图，核实工程结构或构件的各细部尺寸，复杂部位应通过放大样,以便能正确配制。
ｂ、按施工图尺寸拼装模板,安装时应及时测量、复核轴线、标高等。
c、模板的接缝必须密合,模板在拼装时产生的缝隙可用玻璃胶将缝隙填补。
d、由于箱梁侧模板安装后,有钢筋、预应力筋，内模等多道工序,作业时间相对较长，往往等到浇筑砼时，模板内有许多杂物,采用空压机和高压风机配合人工进行清理。
支座必出厂时必须有检验证书和产品合格证，并按相关标准、设计要求进行抽样检查，合格后方能使用。
设计图上支座采用KYＹＺM盆式支座,按其工作特征分为:
固定支座:
代号GＤ；横向活动支座:
代号HX;纵向活动支座：
代号ZＸ;多向活动支座：
代号DＸ。
每个桥墩上设置支座四块。
桥梁施工图上固定支座安装端有说明,严格按设计施工图进行施工。
4.4.6钢筋加工及安装
骨架钢筋按分段加工，钢筋主筋接头采用闪光对焊和搭接焊。
为减少桥上焊接工作量,先在桥下将钢筋骨架分段焊成整体后吊运到桥上进行组合。
采用同标号混凝土垫块呈梅花状布置支垫钢筋,以保证底板和腹板钢筋的混凝土保护层厚度。
拱脚预埋件提前安装,再绑扎底板钢筋，在绑扎底板钢筋前在底模上按设计图纸弹出骨架钢筋墨线,根据弹线布置钢筋，保证钢筋的间距和相对位置。
然后绑扎腹板钢筋,安装纵向波纹管并穿束。
绑扎钢筋过程中凡与波纹管冲突的钢筋，或将其扳弯,或将其适当移位置，即确保波纹管坐标准确。
内模安装就位后,最后绑扎顶板钢筋，安装波纹管并穿束。
绑扎钢筋时重点检查受力筋的位置,一定要保证其间距和布置与设计相符;护栏预埋件的位置，泄水管的位置,要仔细检查和调整。
4.４.７预应力束安装
4.4．7.1波纹管的安装
波纹管外观要求清洁、内外表面无油污,无孔洞和有不规则的褶皱,咬口无开裂，无脱扣。
波纹管接头长度不小于20０ｍｍ，并用密封胶带封口，保证接头不变形,无渗漏现象。
在安装预应力管道一定要保证坐标位置准确,管道平直顺畅;穿束、电焊、振捣以及其他相关作业时,均应避免损伤预应力管道（波纹管）。
预应力管道安装完成后,要注意保护,不得踩踏、碰撞，以免破坏管道或改变管道位置。
４.４.7.2穿预应力束
骨架钢筋绑扎结束后,先穿入波纹管；按给定坐标固定好位置，然后穿入钢绞线，穿束时分根进行编号，且钢绞线头用塑料套头套住,避免钢束将波纹管创破。
４.4.8混凝土施工
梁体砼分两次浇筑成型。
第一次浇筑顶板下方腹板倒角处,第二次浇筑腹板上倒角及顶板。
混凝土浇筑前,用高压气枪吹净模板表面。
浇筑底板时，预留适量的混凝土空间,以便腹板浇注时,混凝土从腹板流入箱内底板。
底板和腹板浇筑时，采用插入式振捣棒振捣,在钢筋密的地方用小型振捣棒,确保混凝土振捣密实。
振捣过程中,振动棒注意避开波纹管,派专人进行了监督检查。
加强锚垫板附近砼的振捣，为避免大量砂浆聚集影响砼的强度。
在混凝土浇筑期间,设专人检查支架、贝雷梁、模板、钢筋和预埋件等稳固情况,发现有松动、变形、移位时，及时处理。
浇筑过程中必须制作标准养护试件,作为拆模、张拉工序的强度控制依据。
腹板浇筑后同顶板结合部位存在一道施工缝需要处理,施工中将已经浇筑的混凝土表面凿毛，剔除浮动石子，并用高压水枪冲洗干净,浇筑顶板前先洒一层同等级的水泥净浆，以保证新旧混凝土结合紧密。
４.４．9砼养护
梁体砼浇筑完初凝后应立即进行养护，在养护期间,使砼表面保持湿润,防止雨淋、日晒。
因此,对砼外露面,待表面收浆、凝固后即用土工布覆盖，并及时在模板及土工布上洒水，养护期不少于设计及规定的时间
4.4.10张拉与压浆施工
混凝土浇筑完毕后,待混凝土的强度达到设计强度的9０%，即可进行张拉。
4.4.１0.1准备工作
对钢绞线的机械性能做取样试验,对张拉机具进行标定。
检查压力表与千斤顶是否配套,测定千斤顶内摩阻力、锚圈口摩阻率,检验板体混凝土质量，控制张拉前混凝土强度不小于设计强度９0％,且龄期不小于10天。
4.4.１0．2张拉
纵向预应力钢束采用双端张拉，伸长量及张拉力双控,并以张拉力控制为主,伸长量作为校核，其实测伸长量与计算伸长量允许误差在±6%之间,如有超出应查明原因,进行修正后方可继续张拉。
４.４.10.3压浆
在张拉工作结束且不超过24小时后进行此项工作,压浆采用真空压浆工艺。
压浆前，先用压力水冲洗管道，高压风吹干。
先进行锚头封堵,以便压浆抽真空时不漏气，浆体采用设计要求的水灰比，并惨入适量阻锈剂,浆体搅拌的同时进行管道抽真空作业，当抽真空达到-0．０６~0.１Mpａ时进行管道压浆，压浆满后立即关闭管道阀门，同时压力机压力在０.５～0.7Mpa时持续时间不少于2分钟。
压浆从梁的一端压向另一端，先下层管道后上层管道。
４.４.10.4封端
封端模板制作要准确，支立模板要稳定，以防变形影响美观；其次梁长尺寸要准确，端隔板的钢筋网焊接要牢固,位置要准确，浇筑混凝土要振捣密实。
4.4．11模板及D型施工便梁拆除
端模模板拆模时梁体混凝土强度不得低于２.5MPa。
张拉前内模和侧模模板脱开时梁体混凝土强度不得低于30MPa，拆模时,严禁重击或硬撬,避免造成模板局部变形或损坏混凝土棱角。
所有预应力束张拉压浆封锚完毕后,进行落梁和底模拆除。
拆除前先用钢丝绳吊住横梁,然后松开D型便梁横梁牛腿上螺栓，使横梁及模板脱离主梁,再将横梁及模板用钢丝绳慢慢落至地面。
待所有横梁及底械拆除完成后，最后吊出两片主梁。
D型便梁及模板拆除后,应及时清除表面和接缝处的残余灰浆并均匀涂刷隔离剂,与此同时还应清点和维修、保养、保管好模板零部件，如有缺损及时补齐,以备下次使用。
5、机械配置及劳力组织
５.１主要机械设备配置
序号
材料设备名称
规格型号
单位
数量
备注
１
24mD型施工便梁
24ｍ
套
2
2
装载机
Ｚ-50０
台
2
3
混凝土运输罐车
ＥA０4
台
２
４
吊车
QY25
台
２
５
混凝土搅拌站
HZS100
台
2
6
千斤顶（含油泵）
250Ｔ
台
2
7
混凝土输送泵
60ｍ3
台
1
8
压浆机
台
2
９
净浆搅拌机
台
２
１0
电焊机
台
６
１1
切断机
Pc-220
台
1
１2
弯曲机
东风
台
1
13
插入式振动器
T-160
台
８
14
洒水车
解放车
台
１
1５
水泵
台
2
5.2主要劳动力配置
劳动组织
序号
作业班组
作业内容
人数
技术
技工
普工
1
技术试验组
施工组织设计及配合比设计及过程控制
3
１
1
２
现场作业组
D型施工便梁吊装就位、调整、拆除等
2
1０
10
3
钢筋作业组
钢筋加工安装
1
5
10
4
木工组
模板安装、加固、调整、拆除等
1
6
12
5
混凝土作业组
混凝土拌制、运输、入模、浇注等
1
８
10
６
张拉组
预应力张拉与压浆
1
４
6
6、安全措施
D型施工便梁作为支架现浇梁施工均是高空作业,危险性较大，在施工中除严格遵守桥梁施工安全技术规程的有关规定外，还应注意以下几点:
6．1施工便梁体积、自重大，利用起吊设备安装时要注意吊机位置，起吊高度,防止出现吊机倾覆事故；同时加强现场指挥,施工人员必须佩戴安全带。
6.2Ｄ型便梁主梁上安装的操作平台边缘要加焊栏杆，平台上的小型机具及构件要安放牢固，严禁放置重物，四周挂好安全网。
６.3施工中的动力、照明线路必须由专业人员敷设，并经常清理检查，以消除漏电、短路隐患。
6．4在梁端、栏杆断开处及上下人行梯挂好安全网。
同时应配备消防器材,以防止电焊作业等原因可能引燃防雨遮晒篷布、安全网等易燃物而出现的火灾。
6.５浇注混凝土施工过程中,必须安排专人经常检查D型便梁及模板、加固件等关键受力杆件的状态防止变形及跑模现象发生。
6．6加强起重用千斤顶、链条滑车、钢丝绳等机具设备的维修养护,发现问题,及时处理。
7、质量标准及质量控制
7．1选定梁体混凝土配合比时,除混凝土强度必须达到设计强度外,其弹性模量及最大水泥用量必须满足现行规范要求。
7．2钢筋、水泥、地材、钢绞线、锚具等原材料的检验与试验均按现行规范有关规定执行。
7.3千斤顶的标定应委托有资质的单位进行,标定的频率按现行规范及设计图纸有关规定执行。
7.4梁体预应力工程如预应力材料的保护、预应力材料的下料、预应力管道定位、预应力筋张拉、预应力孔道压浆等质量检查和质量标准按预应力混凝土工程有关规定执行。
8、效益分析
一套24mＤ型施工便梁及所有配件自重５0Ｔ左右,购置费用６5万元,市场上租赁价格3万元/套。
以玉溪钢铁集团炼钢厂至炼铁厂准轨铁路工程为例,若要达到与D型便梁施工相似的进度,至少需投入两跨半满堂支架和两套模板,软弱地基的处理及施工完毕后复耕也需耗费大量的人工和材料。
而且满堂支架的施工损耗较大，而D型施工便梁几乎没有损耗。
从下表效益分析表可见其具有良有的经济效益。
经济效益分析表
项目
D型施工便梁
满堂支架
主要设备
支撑系统
两套D型施工便梁１０0T,购置费１２0万元。
总投入１５0万元
两跨半支架,平均高度1５m,需钢材３1０T，购置费用18０万元
总投入240万元
模板
一套侧模、两套底模，重35Ｔ
两套半模板75T
每孔人工
11０0工日
2０0０工日
地基处理
0
６＊７＝４２万元
加载试验
４
14万元
工期
平均30天/跨
60天／跨
９、工程实例
新建玉溪钢铁集团炼钢厂至炼铁厂准轨铁路工程位于玉溪市新平县仙佛钢铁集团厂区内,西北公司承建该铁路工程的１号桥与2号桥的全部工程。
1号桥设计中心里程K0＋２32.2，全长144．5m,上部结构形式为（６*２４）ｍ连续箱梁，设计采用现浇法施工。
2号桥设计中心里程K0＋６87．00，全长３４．2m，跨G2１３国道,该路面为9m宽水泥路面，与公路夹角为55o，上部结构形式为24m箱梁,设计采用现浇法施工。
该项目的１号桥和2号桥在施工中均采用该工法。
该项目的两座桥上部梁类型均为箱梁,结构形式均相同,梁长２4m。
箱梁高３m,支座中心线至梁端0.75m，梁体为单箱单室、等高度、变截面结构，箱梁顶宽4．９6m,顶板厚度35-65ｃm,腹板厚度４0-70cm,底板厚度32-６5cm。
整片梁在梁端设置2道横隔板，隔板中部设有孔洞,以利检查人员通过。
桥面设置横向2%的人字型排水坡，梁部顶板面防水卷材采用高聚物改性沥青防水卷材,纤维混凝土保护层。
本项目的施工特点是:
a、结构形式单一,工程量较小。
b、墩身高度较高,采用吊车安装模板困难。
ｃ、桥下多为深沟，地基处理难度大。
ｄ、2号桥桥下必须保证通车。
利用D型施工便梁作为支架现浇梁施工工法在该项目的应用非常成功，施工后对跨中变形观测结果为1.５cm，技术指标完全满足规范要求。
该工法安全可靠,节省劳力,减少了地基处理、预压及通过临时支座落梁等工序，缩短了工期，取得了较好的经济效益。
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